1.1 消防系统组成及设置场所
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随着我国建筑行业的飞速发展,“消防”作为一门专门学科,正伴随着现代电子技术、自动控制技术、计算机技术及通信网络技术的发展进入高科技综合学科的行列。人类文明的进步史,就是人类的用火史。火是人类生存的重要条件,它可造福于人类,但也会给人们带来巨大的灾难。因此,在使用火的同时一定注意对火的控制,就是对火的科学管理。“以防为主,防消结合”的消防方针是相关的工程技术人员必须遵照执行的。有效监测建筑火灾、控制火灾、迅速扑灭火灾,保障人民生命和财产的安全,保障国民经济建设,是消防系统的任务。为完成上述任务建筑消防系统建立了一套完整、有效的体系,该体系就是在建筑物内部,按国家有关规范规定设置必需的火灾自动报警及消防设备联动控制系统、建筑灭火系统、防排烟系统等建筑消防设施。
1.1.1 消防系统的形成及发展
早期的防火、灭火都是人工实现的。当发生火灾时,立即组织人工在统一指挥下采取一切可能措施迅速灭火,这便是早期消防系统的雏形。随着科学技术的发展,人们逐步学会使用仪器监视火情,用仪器发出火警信号,然后在人工统一指挥下,用灭火器械去灭火,这便是较为发达的消防系统,即自动报警、人工消防。在规模不大的场所应用这种消防系统可以降低建设成本,同时达到消防目的。然而现代化的大楼越来越向高层发展,在高层、超高层建筑中人员及物资疏散非常不便,再加之很多高层建筑都是裙楼围绕主楼形式,主楼一旦发生火灾,消防车辆难以接近,消防人员扑救也相当困难。因此,在现代化的大楼中必须设置自动报警、自动消防系统,即消防系统。
消防系统无论从器件、线制还是类型的发展来看,大体经历过传统型和现代型两种。
(1)传统型消防系统
传统型主要是指开关量多线制系统,其主要特点是简单、成本低,但有以下明显的不足。① 因为火灾判断依据仅仅是根据所探测的某个火灾现象参数是否超过其自身设定值(阈值)来确定是否报警,所以无法排除环境和其他因素的干扰;② 性能差、功能少,无法满足发展需要。例如,多线制系统费钱、费力;不具备现场编程能力;无法自动探测系统重要组件的真实状态;不能自动补偿探测器灵敏度的漂移;当线路短路或开路时,不能切断故障点,缺乏故障自诊断、自排除能力;电源功耗大等。
(2)现代型消防系统
现代型主要是指可寻址总线制系统及智能系统。其中,总线制系统中的二总线制系统尤其被广泛使用。其优点:省钱、省工;所有的探测器均并联到总线上;每只探测器均设置地址编码;可连接带地址码模块的手动报警按钮、水流指示器及其他中继器等;增设了可现场编程的键盘;系统自检和复位功能;火灾地址和时钟记忆与显示功能;故障显示功能;探测点开路、短路时隔离功能;能准确确定火情部位,增强了火灾探测或判断火灾发生的能力等。而智能火灾报警系统中探测器可以具有智能功能,对火灾信号进行分析和智能处理,做出恰当的判断,然后将这些判断信息传给控制器。控制器相当于人脑,既能接收探测器送来的信息,也能对探测器的运行状态进行监视和控制。由于探测部分和控制部分的双重智能处理,系统的运行能力大大提高。
目前,消防系统中还具有无线火灾自动报警系统,这是最新产品。无线火灾自动报警系统由传感发射机、中继器及控制中心三大部分组成,并以无线电波为传播媒体。探测部分与发射机合成一体,由高能电池供电,每个中继器只接收自己组内的传感发射机信号,当中继器接到某传感器的信号时,进行地址对照,一致时判读接收数据并通过中继器将信息传给控制中心,控制中心显示信号。此系统具有节省布线费用及工时、安装开通容易的优点。适用于不宜布线的楼宇、工厂、仓库等,也适用于改造工程。
纵观火灾自动报警系统的发展史,火灾产品不断更新换代,使火灾报警系统发生了一次次变革。未来火灾探测及报警技术的发展将呈现误报率不断降低、探测性能越来越完善的趋势。
1.1.2 消防系统的组成
消防系统主要由两大部分构成:一部分为感应机构,即火灾自动报警系统;另一部分为执行机构,即消防联动控制系统(包括自动灭火控制系统及辅助灭火或避难指示系统),如图1-1和图1-2所示。
图1-1 消防系统结构原理图
图1-2 消防系统的组成
由以上可知,火灾自动报警系统由触发器件(包括火灾探测器和手动火灾报警按钮)、火灾报警控制装置、火灾警报装置及电源4部分构成,以完成检测火情并及时报警的任务。而消防联动控制系统是在火灾条件下,控制固定灭火、消防通信及广播、事故照明及疏散指示标志、防排烟等消防设施动作的电气控制系统,通常由消防联动控制器、模块、气体灭火控制器、消防电气控制装置、消防应急电源、消防应急广播设备、消防电话、消防控制室图形显示装置、消防电动装置、消火栓按钮等全部或部分设备组成。其中,消防联动控制器是消防系统的重要组成设备,主要功能是接收火灾报警控制器的火灾报警信号或其他触发器件发出的火灾报警信号,根据设定的控制逻辑发出控制信号,控制各类消防设备实现相应功能,消防联动控制器和火灾报警控制器可以组合成一台设备,称为火灾报警控制器(联动型系统),它具备火灾报警控制器和消防联动控制器的所有功能。
总之,消防系统的主要功能是:自动捕捉火灾探测区域内火灾发生时的烟、温、光等物理量,发出声光报警并控制自动灭火系统,同时联动其他设备的输出接点,控制事故照明及疏散标记、事故广播及通信、消防给水和防排烟设施,以实现监测、报警和灭火的自动化,另外,还能实现向城市或地区消防队发出救灾请求,进行通信联络。
1.1.3 火灾自动报警系统设置场所
国家标准《火灾自动报警系统设计规范》明确规定:“本规范适用于工业与民用建筑和场所内设置的火灾自动报警系统,不适用于生产和储存火药、炸药、弹药、火工品等场所设置的火灾自动报警系统。”因此,除上述明确规定的特殊场所(如生产和储存火药、弹药、火工品等)外,其他工业与民用建筑,是火灾自动报警系统的基本保护对象,是火灾自动报警系统的设置场所。火灾自动报警系统的设计,除执行上述规定外,还应符合国家现行的有关标准、规范的规定。例如,应符合《高层民用建筑设计防火规范》的以下规定。
(1)建筑高度超过100 m的高层建筑,除游泳池、溜冰场外,均应设火灾自动报警系统。
(2)除住宅、商住楼的住宅部分、游泳池、溜冰场外,建筑高度不超过100 m的一类高层建筑的下列部位应设置火灾自动报警系统:
① 医院病房楼的病房、贵重医疗设备室、病历档案室、药品库;
② 高级旅馆的客房和公共活动用房;
③ 商业楼、商住楼的营业厅,展览楼的展览厅;
④ 电信楼、邮政楼的重要机房和重要房间;
⑤ 财贸金融楼的办公室、营业厅、票证库;
⑥ 广播电视楼的演播室、播音室、录音室、节目播出技术用房、道具布景;
⑦ 电力调度楼、防灾指挥调度楼等的微波机房、计算机房、控制机房、动力机房;
⑧ 图书馆的阅览室、办公室、书库;
⑨ 档案楼的档案库、阅览室、办公室;
⑩ 办公楼的办公室、会议室、档案室。
⑪走道、门厅、可燃物品库房、空调机房、配电室、自备发电机房;
⑫净高超过2.60 m且可燃物较多的技术夹层;
⑬贵重设备间和火灾危险性较大的房间;
⑭经常有人停留或可燃物较多的地下室;
⑮电子计算机房的主机房、控制室、纸库、磁带库。
(3)二类高层建筑的下列部位应设火灾自动报警系统:
① 财贸金融楼的办公室、营业厅、票证库;
② 电子计算机房的主机房、控制室、纸库、磁带库;
③ 面积大于50 m2的可燃物品库房;
④ 面积大于500 m2的营业厅;
⑤ 经常有人停留或可燃物较多的地下室;
⑥ 性质重要或有贵重物品的房间。
注:旅馆、办公楼、综合楼的门后、观众厅,没有自动喷水灭火系统时,可不设火灾自动报警系统。